ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORALInstituto de Ciencias Físicas

Informe: INTRODUCCION A LA ELECTRICIDAD

OBJETIVOS

a) Conocer símbolos y notación de equipo de equipos y materiales comúnmente usados en el laboratorio.

b) Aprender a conectar el voltímetro y amperímetro.c) Realizar ejercicios de conexión serie y paralelo.

RESUMEN

En esta práctica de introducción a la electricidad se realizaron varios experimentos, con el fin de entender mejor lo que es la corriente eléctrica, para esto se realizó diferentes combinaciones de conexiones con bombillos (focos) en un circuito eléctrico.

También se estudió la simbología y notación de materiales y equipos eléctricos que comúnmente son usados en el laboratorio de electricidad.

Se procedió a realizar el primer tipo de conexión de bombillos, en serie, para la cual se realizan mediciones de voltaje en cada bombillo y la corriente en el circuito. Además se registraba las observaciones de cuando se retiraba un bombillo del circuito.

Se procedió a realizar el segundo tipo de conexión, en paralelo, y se realizaron las mismas mediciones.

Además se realizaron conexiones mixtas combinando los dos tipos de circuitos anteriores y se registró las observaciones de cuando se retiraba un bombillo del circuito.

ABSTRACT

In this practical introduction to electricity several experiments were conducted in order to understand better what is the electric current, this was done for different combinations of connections bulbs (bulbs) in an electrical circuit.We also studied the symbology and notation of electrical materials and equipment that are commonly used laboratory electricity.We proceeded to make the first connection type bulbs in series, for which measurements are made in each bulb voltage and current in the circuit. It also recorded observations as he left a light bulb circuit.The procedure to perform the second type of connection, in parallel, and the same measurements were performed.Furthermore mixed connections were made by combining the above two types of circuits and observations were recorded when a bulb is removed from the circuit.

INTRODUCCIÓN

Corriente eléctricaSiempre que se desplazan cargas del mismo signo, se dice que existe una corriente. Con objeto de definir la corriente con más precisión, supóngase que las cargas se desplazan en sentido perpendicular a una superficie de área A. La corriente es la razón a la que la carga fluye a través de esta superficie. Si ΔQ es la cantidad de carga que pasa a través de ésta área en un intervalo de tiempo Δt , la corriente I , es igual al cociente de la carga entre el intervalo de tiempo:

La unidad del SI de corriente es el ampere (A): 1A = 1C /sAsí pues, 1 A de corriente equivale a 1 C de carga que pasa a través del área de sección transversal en un intervalo de tiempo de 1 s.Cuando fluyen cargas a través de una superficie, pueden ser positivas, negativas o ambas cosas. Por convención, se asigna a la corriente la misma dirección que tiene el flujo de carga positiva. En un conductor ordinario, como el cobre, corriente se debe al movimiento de los electrones, que tienen carga negativa y además fluyen en dirección opuesta a la de la corriente convencional. La corriente convencional siempre va de un potencial alto a un potencial bajo.

Medición de corriente y voltajeLas corrientes y los voltajes se miden con amperímetros y con voltímetros, respectivamente.Un voltímetro es un dispositivo para medir voltaje que debe ser conectado en paralelo.Dos o más componentes están conectados en paralelo siempre que en cada uno de ellos exista la misma diferencia de potencial eléctrico (voltaje).Si no se tiene claro el concepto de voltaje, puede comparárselo con lo que es en Hidráulica la caída de presión, esto es a medida que se consuma el caudal de agua se produce una disminución de presión en el sentido del flujo.Los fabricantes diseñan los voltímetros con una resistencia interna (RV) grande, para poder limitar la corriente que debe circular por el galvanómetro.Un amperímetro es un dispositivo para medir corriente, que debe ser conectado en serie.Dos o más componentes están conectados en serie, siempre y cuando por estos circule la misma corriente eléctrica.En un circuito hidráulico el caudal es la analogía de lo que es la corriente en un circuito eléctrico. Ejemplo: el caudal total que suministra una estación de bombeo es igual a la suma de los caudales que recibe cada centro de consumo.Así la corriente que suministra una fuente es igual a la suma de las corrientes que recibe cada carga (lámpara, motor, etc.).

Formula 1.

EQUIPOS Y MATERIALES

Fuente regulable de voltaje DC Voltímetro Amperímetro Interruptor Bombillos Cables de conexión

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Circuitos en serie

Monte el circuito de la figura. ¿Qué sucede si se quita uno de los bombillos? Registre sus observaciones

Mida el voltaje en cada bombillo y la corriente que circula por el circuito (asegúrese de conectar correctamente los instrumentos)

2. Circuitos en paralelo

Monte el circuito de la figura. ¿Qué sucede si se quita uno de los bombillos? Registre sus observaciones

Mida el voltaje en cada bombillo y la corriente que circula por el circuito (asegúrese de conectar correctamente los instrumentos)

3. Circuitos mixtosHay varias formas de combinar los dos tipos los dos tipos de circuitos anteriores:

- Monte un circuito con dos bombillos en serie y uno en paralelo- Monte un circuito con dos bombillos en paralelo y uno en serie.

¿Qué sucede si se quita uno de los bombillos? Registre sus observaciones.

Figura 1. Circuito en serie

Figura 2. Circuito en paralelo

DATOS Y RESULTADOS

a) Circuitos en serie

a1) Observaciones al retirar uno de los bombillosAl retirar un bombillo, se apagan todos los focos restantes, esto sucede debido a que la conexión como es en serie si retiro un bombillo la corriente se ve interrumpida o no hay paso de corriente, lo que hace que el resto de los bombillos se apaguen.a2) Anote los valores de voltaje y corriente medidos

VOLTAJE CORRIENTEL1 0.90±0.05 V (1.6±0.2)*10-3 AL2 0.80±0.05 V (1.6±0.2)*10-3 AL3 0.99±0.05 V (1.6±0.2)*10-3 A

2.69 V

Imagen 1. Circuito en serie encendido

Tabla 1. Mediciones de cada bombillo

b) Circuitos en paralelo

b1) Observaciones al retirar uno de los bombillosSi retiro un bombillo los demás siguen encendidos, esto sucede porque la conexión es en paralelo y comparten la misma cantidad de voltaje, pero cada bombillo tiene diferente corriente y por eso no se apagan si retiro uno. Aparte se nota que al retirar un bombillo los demás focos aumentan la intensidad de luz emitida, lo que me indica que aumenta su voltaje en esos bombillos.

b2) Anote los valores de voltaje y corriente medidos

VOLTAJE CORRIENTEL1 2.10±0.05 V (2.2±0.2)*10-3 A

L2 2.10±0.05 V (2.0±0.2)*10-3 A

L3 2.10±0.05 V (2.0±0.2)*10-3 A

6.2 *10-3 A

Tabla 2. Mediciones de cada bombillo

Imagen 2. Circuito en paralelo encendido

c) Circuitos mixtosCircuito 1)

Observaciones al retirar uno de los bombillos con dos en serie y uno en paralelo.

Si retiro un bombillo que esta en serie, se apaga el otro bombillo que esta en serie, y el que esta en paralelo sigue encendido.

Ahora si retiro el bombillo que esta en paralelo, los dos que están en serie siguen encendidos.

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Figura 3. Circuito mixto 1

Figura 4. Circuito mixto (sin un bombillo-serie)

Figura 5. Circuito mixto (sin un bombillo-paralelo)

Circuito 2)

Observaciones al retirar uno de los bombillos con dos en paralelo y uno en serie.

Si retiro un bombillo que esta en paralelo, los dos bombillos restantes quedan en serie y permanecen además sus intensidades de luz se igualan.

Si retiro el único bombillo que esta en serie, los bombillos restantes que están en paralelo se apagan porque no hay paso de corriente.

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Imagen 3. Circuito mixto 1 encendido

Imagen 4. C1 sin un bombillo-serie

Imagen 5. C1 sin un bombillo-paralelo

Figura 6. Circuito mixto 2

Figura 7. Circuito mixto 2 (sin un bombillo-paralelo)

Figura 7. Circuito mixto 2 (sin un bombillo-serie)

DISCUSION

Aprendimos a realizar las conexiones correctas del voltímetro que mide el voltaje, para realizar esta medición se debe hacer en paralelo al circuito a la resistencia a ser medida, por otra parte está el amperímetro que mide la corriente eléctrica, y para realizar esta medición debe estar en serie con el circuito, además nos dimos cuenta que estos equipos tienen una resistencia lo cual produce que el voltaje que entrega la fuente de voltaje no sea entregada totalmente al circuito. Por ende hay una caída de voltaje.

También pudimos diferenciar los tipos de circuitos como los de serie que tienen la misma corriente eléctrica y diferente cantidad de voltaje por cada resistencia, por otro lado está la conexión en paralelo que tiene el mismo tipo de voltaje pero diferente corriente eléctrica por cada resistencia o bombillo

ANALISIS

a) En el circuito serie, ¿cuál es la caída de potencia total a través de los tres bombillos?

El valor del voltaje proporcionado al circuito es de (2.80±0.05) V, y la suma de los voltaje medidos en cada uno de los bombillos es de (2.70±0.05) V.

Entonces hay una caída de potencial de → 2.80 - 2.69 = (0.11±0.05) V.

Imagen 6. Circuito mixto 2 encendido

Imagen 7. C2 sin un bombillo-paralelo

b) En el circuito paralelo, ¿cuál es la corriente total que entrega la fuente?

La corriente total es de (6.2±0.2) *10-3 A, distribuidas de manera uniforme en los bombillos.

c) Se encuentra con dos series de navidad de tres luces. Para la serie A, cuando se quita un foco (o se funde), los focos restantes permanecen iluminados. Para la serie B, cuando un foco se quita, los restantes no funcionan. Explique la diferencia en el alambrado de las dos series.

La serie A esta en conexión paralelo lo que hace que sigan encendidos el restantes de focos, mientras que en la serie B esta en conexión serie lo que hace que se apaguen el restante de focos.

CONCLUSIONES

• Después de realizar los diversos experimentos en esta práctica, se identificaron los distintos materiales y equipos eléctricos que comúnmente se usan en el laboratorio.

• Aprendimos a usar el voltímetro y amperímetro a lo largo de la práctica, ya que al uno hay que conectarlo en paralelo y al otro en serie.

• Se estudiaron las diferentes conexiones de bombillos, como lo son conexiones en serie, conexiones en paralelo, y conexiones mixtas.

• Se comprobó experimentalmente que en un circuito serie, las corrientes que pasan a través de cada bombillo es la misma que entrega la fuente en el circuito y que la caída de voltaje total es igual a la suma de los voltajes de cada bombillo y debe ser igual al voltaje entregado por la fuente en el circuito.

• En la conexión paralelo, se pudo comprobó que la diferencia de potencial en cada bombillo era el mismo al que entregaba la fuente en el circuito. Además la corriente total que entrega la batería era igual a la suma de las corrientes individuales que pasan a través de cada bombilla.

• En las conexiones mixtas, también se comprobó los enunciados anteriores.

• En conclusión la práctica fue exitosa porque se lograron todos los objetivos y se comprobaron todas las leyes y definiciones estudiadas.

RECOMENDACIONES

Se requiere tener bien hechas las conexiones antes de encender los equipos.

Tener cuidado con el trato de los equipos y materiales.

BIBLIOGRAFIA

Guía de Laboratorio de Física C. ICF - ESPOL. Revisión IVSERWAY, Raymond. Física, Edic. 5, Pearson Educación, México, 2001.SERWAY, Raymond A, Física, vol II. Edit. McGraw-Hill, tercera edición revisada, 1993